[發(fā)明專利]表面輪廓掃描式工件預(yù)截取部分稱重裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210112175.2
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102645182A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪敬;邵斌;吳俊辰;陳國金
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工件預(yù)截取部分稱重裝置，特別涉及一種采用表面輪廓掃描重建的工件預(yù)截取部分的稱重裝置。

背景技術(shù)

在工業(yè)加工的某些領(lǐng)域，待加工的工件在重量上要求符合一定的要求，比如說3%以內(nèi)，這就要求在加工工件前增加判斷工件重量的裝置。規(guī)則的工件一般為圓柱形，這時的重量要求可以根據(jù)工件長度保證，對于不規(guī)則體積的工件，如何保證切割的工件重量符合要求，關(guān)鍵在于如何測量不規(guī)則物體的體積。

由于切割材料的不規(guī)則性，如何得到切割材料的體積也是一個難題。體積測量方法主要有接觸式測量法和非接觸式測量法兩種。接觸式測量有人工測量和基于阿基米德原理的測量，人工測量工作量大，投入人力、物力較多、實用性很差，精度也比較低。公開號CN1423111的專利任意形狀工件的體積測量儀基于阿基米德原理，利用物體在水中減輕的重量等于物體排開同體積水的重量。非接觸測量有圖像測量法和激光成像法。公開號CN101266131的專利一種基于圖像的體積測量裝置及其測量方法是基于圖像測量法，利用設(shè)置在載物臺上的三個攝像頭測得被測物體的三維數(shù)據(jù)，然后得到被測物體的實際體積。圖像測量法的體積測量誤差較大，不適合應(yīng)用于精度要求較高的場合，成本也比較高，不適用于帶鋸床上的廣泛應(yīng)用。采用激光位移傳感器，通過測量不規(guī)則物體橫截面積來計算體積，實現(xiàn)簡單，能很好的實現(xiàn)精度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種對工件預(yù)截取部分的精確稱重裝置；是一種通過對工件表面輪廓截面方向從上至下進行線面積累積得到二維截面積，然后對工件進料方向進行二維截面積累積得到三維工件質(zhì)量的測量裝置；是一種集成工件輪廓表面兩次一維激光測距，上下步進驅(qū)動和進料步進驅(qū)動的非接觸式測量裝置。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

表面輪廓掃描式工件預(yù)截取部分稱重裝置包括數(shù)字化控制器，激光位移傳感器，掃描步進電機，送料步進電機，支架和送料臺。在工件的兩側(cè)的支架上裝有激光位移傳感器，激光位移傳感器由掃描步進電機驅(qū)動，掃描步進電機的運動方向與工件縱截面平行；送料臺由送料步進電機驅(qū)動，用于進給工件；激光位移傳感器，掃描步進電機和送料步進電機均與數(shù)字化控制器信號連接。

本發(fā)明的有益效果：激光測距技術(shù)作為一種非接觸式的檢測技術(shù)，不會對工件造成損傷，利于長久的測量；激光測距技術(shù)速度快，效率高，對環(huán)境要求不嚴(yán)格，有利于在各種工況下的測量；裝置結(jié)構(gòu)簡單，比人工測量具有更高的精確度。根據(jù)實際鋸切過程的觀察與分析，采用市場現(xiàn)有的二維工件掃描系統(tǒng)，一則價格非常昂貴，二則檢測工件尺寸范圍也相對有限(直徑小于100mm)，因此，采用一維的激光測距原理，配合xy軸式驅(qū)動的動態(tài)掃描模式，建立預(yù)截取部分的三維尺寸模型，從而得到重量預(yù)測。

附圖說明

圖1為稱重裝置三維圖；

圖2為稱重裝置系統(tǒng)組成圖；

圖3為稱重裝置控制計算原理圖；

圖中：1.掃描步進電機；2.滑軌；3.滑軌底座；4.滑塊；5.激光接收窗口；6.激光發(fā)射窗口；7.工件；8.激光位移傳感器；9.送料步進電機；10.減速箱；11.驅(qū)動滾筒；12.絲桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明采用表面輪廓掃描的方式，具體實現(xiàn)采用兩個激光位移傳感器8分別掃描工件7的左右輪廓面。滑軌底座3分別安裝在送料臺的兩側(cè)。激光位移傳感器8通過螺栓固定在滑塊4上，滑塊4安裝在滑軌2上，與滑軌2組成兩個移動副，滑軌2固定在滑軌底座3上，兩個滑軌2中間裝有絲杠12，掃描步進電機1的轉(zhuǎn)軸與絲杠12直接相連。絲桿12通過滾珠絲杠副和滑塊4連接。掃描步進電機1的運動方向與工件7縱截面平行。激光位移傳感器8由掃描步進電機1驅(qū)動，移動速度勻速，方便激光位移傳感器8等間距采樣，激光測距采用三角測量法，激光發(fā)射窗口6發(fā)射激光到工件7上，激光接收窗口5探測工件7上的激光亮點并計算激光亮點到激光位移傳感器8的距離，激光發(fā)射窗口6、激光亮點和激光接收窗口5構(gòu)成了三角區(qū)域。工件7的前進由驅(qū)動滾筒11驅(qū)動，驅(qū)動滾筒11和減速箱10相連，減速箱10和送料步進電機9相連，減速箱10提供了降低速度，增加扭矩的功能。當(dāng)激光位移傳感器8進行掃描的時候，送料步進電機9必須停止，待激光位移傳感器8完成一次掃描后送料步進電機9再前進一段距離。